碳化硅材料目前已成為半導體、新能源汽車、光伏等三大千億賽道的關鍵材料之一，其主要包括單晶和陶瓷2大類。

從單晶方面來看，碳化硅作為目前發展最成熟的第三代半導體材料，可謂是近年來最火熱的半導體材料。尤其是在“雙碳”戰略背景下，碳化硅被綁定新能源汽車、光伏、等節能減碳行業，萬眾矚目。

從陶瓷方面來看，伴隨著新能源汽車、半導體、光伏等行業的起飛，碳化硅憑借其優異的高溫強度、高硬度、高耐磨性、高導熱性、耐腐蝕性等性能而需求爆發，深深地滲入到這些新興領域的產業鏈中的關鍵環節。

資本狂下注，碳化硅在半導體寒冬中狂飆

在半導體行業的下行周期中，也并非一片低迷之聲，碳化硅就是萎靡之勢中的一個反例。近年來，資本市場對碳化硅一直抱有強烈的關注度。

2021年有多家碳化硅企業獲得了投資機構的青睞，相繼宣布完成融資，行業內也隨之激起一番融資浪潮。

2022年也是碳化硅投融資熱度明顯的一年。據不完全統計，2022年全年投融資及并購金額超過33億元，數量達到30余起。僅僅是在2022年12月，就有7個融資案，包括臻驅科技、芯聚能、邑文科技、瞻芯電子、南砂晶圓等。

2023年上半年剛過，碳化硅企業的融資金額就已經創了最近三年的新高。今年Q1，碳化硅領域共有21起融資，包含外延、襯底、材料、設備、功率器件……融資幾乎涵蓋了國內碳化硅全產業鏈。在這21家企業中，除部分企業未公布融資金額外，有10家企業所獲融資金額過億，約占總數的50%。其中，融資規模最大的當屬天域半導體，為12億。今年Q2又有10余起融資，總金額超50億元。


建廠擴產毫不停歇

數據顯示，上半年與碳化硅相關的擴產項目以及預期資本支出加起來總金額超上千億元（折合成人民幣），擴產的內容主要圍繞襯底、外延、器件，而應用的方向也大多數以電動汽車為主。

今年1月，德國博世集團在蘇州發布重磅消息：再投10億美元打造新能源汽車核心部件及自動駕駛研發制造基地項目，生產內容包含碳化硅功率模塊等。隨后在4月，博世又決定收購半導體廠商TSI Semiconductors，再投資15億美元擴張第三代半導體生產，應對電動汽車市場需求。

今年2月，美國半導體廠Wolfspeed正式宣布計劃在德國薩爾州建造全球最大、最先進的碳化硅器件制造工廠。該工廠將成為全球最大的八英寸半導體工廠，采用創新性制造工藝來生產下一代碳化硅器件。

同時，國內對于碳化硅擴產動作也未停歇。

今年6月，三安光電與意法半導體聯合宣布，雙方擬出資32億美元(約合人民幣228億元)合資建造一座8英寸碳化硅外延、芯片代工廠。同時，三安光電將在當地獨資建立一個8英寸碳化硅襯底工廠作為配套，預計投資總額70億元。此外還有天科合達、瀚天天成、天岳先進等公司都公布了自己新的投資與擴產計劃。

產業化進程不斷加速

下游新能源發展對高頻、大功率射頻及電力電子需求的快速增長，極大推動了碳化硅的產業化進程。

碳化硅器件在新能源汽車產業中主要應用在電機控制器（電驅）、車載充電機OBC、DC/DC變換器以及充電樁，碳化硅器件相比硅基器件有更優越的物理性能，體積小，性能優越，節能性強，還順帶緩解了續航問題，更適應新能源汽車增加續航里程、縮短充電時長、提高電池容量、降低車身自重的需求。

從2021年起，碳化硅器件便進入供應短缺狀態，至今依然沒有得到完全緩解。其中，汽車對碳化硅器件應用量的提升，成為拉動行業增長的主要因素。2023年，國內碳化硅產業更是經歷了快速發展的一年。根據EV芯聞，截至2023年上半年，全球已有40款碳化硅車型進入量產交付，上半年全球碳化硅車型銷量超過120萬輛。

根據NE時代數據，1-12月國內上險乘用車主驅碳化硅模塊滲透率約為10.7%，下半年800V車型中碳化硅滲透率顯著提升：6-12月800V車型中碳化硅車型占比分別為15%/18%/29%/35%/39%/45%，12月問界M9、理想MEGA等多個碳化硅車型上市。

不過SiC晶體生長慢且加工難，提升良率和產能是控制成本的關鍵。SiC器件成本是Si器件的3倍左右，是制約SiC行業快速發展的核心因素之一，造成該問題的主要原因在于SiC長晶速度緩慢且加工難度大，從原材料到晶圓轉換率僅為50%，目前SiCMOSFET的成本與同類SiIGBT分立器件相比仍然有較大差距，這阻礙了SiC器件大規模的產業化推廣。

好在盡管當前SiC-MOS成本約為Si-IGBT的3倍，但根據英飛凌測算，SiC-MOS可以減少6-10%電力損耗，電池成本節省將超過SiC器件增加的成本，最高可以節省6%的綜合系統成本。同時，SiC優勢在800V平臺中將進一步放大，以小鵬G9為例，其800V高壓SiC平臺相較400V平臺續航提升5%，可實現充電5分鐘續航超過200Km。

而且當前海外對華科技限制持續加碼，產業鏈自主可控刻不容緩，SiC作為半導體領域的重要新材料，國內外SiC技術代差約為5-8年，相較硅基半導體，具備實現國產替代機遇，國家重視程度將不斷上升。

專業機構認為，2024年碳化硅產業化進展會隨著高壓快充趨勢及碳化硅產業鏈降本而加速。

由于高壓快充是電車的大勢所趨，未來會逐漸下沉到更低區間的價格帶，高壓快充背景下，電車對碳化硅需求的迫切性預計對應進一步提高。另一方面，隨著產能的逐步釋放、8英寸量產的不斷成熟、碳化硅長晶及加工工藝的不斷改進、進而碳化硅行業良率的提升，尤其是在國產廠商紛紛入局后，可能會進一步加速碳化硅的降本。

未來在技術進步和規模經濟共同作用下，產線將向8英寸轉移，襯底尺寸擴徑將助力產業鏈降本，預計襯底價格將以每年8%的速度下降，也將進一步加速SiC發展滲透。

市場空間有多大？

以碳化硅材料為襯底的產業鏈主要包括碳化硅襯底材料的制備、外延層的生長、器件制造以及下游應用市場。襯底根據電學性能不同分為半絕緣型和半導電型，分別應用到不同的應用場景上，在新能源汽車、光伏以及軌道交通等領域具備廣闊的替代空間。

其中半絕緣型碳化硅主要用在射頻器件上，主要為面向4G/5G通信基站和新一代有源相控陣雷達應用的功率放大器。半導電型碳化硅主要用在功率器件上，主要面向電動汽車/充電樁、光伏新能源、軌道交通、智能電網等高壓高溫高頻場景。

Yole數據顯示，2022年碳化硅器件市場規模為19.7億美元，其中半導電型碳化硅功率器件市場規模為17.9億美元，半絕緣型碳化硅射頻器件市場規模為1.8億美元。

根據Yole預測，2022年碳化硅功率器件市場規模為18億美元，2028年有望達到89億美元，22-28年CAGR高達31%。碳化硅功率器件可應用于汽車、能源、交通、工業等多個領域，其中汽車占據主導地位，市場規模占比超過七成，2022年市場規模為13億美元，2028年有望達到66億美元，22-28年CAGR高達32%。半絕緣型碳化硅射頻器件市場規模有望達到22.9億美元，年化增速達到52.79%。

此外在光伏發電應用中，使用SiC材料可將轉換效率可從96%提升至99%以上，能量損耗降低50%以上，設備循環壽命提升50倍。得益于SiC功率器件帶來的降本增效優勢，根據CASA預測，在2025年碳化硅功率器件占比將達到50%，未來將繼續保持穩定增長態勢。

2027年全球光伏SiC功率器件市場規模將達4.2億美元。2021年全球光伏碳化硅功率器件市場規模為1.54億美元，隨著SiC器件滲透率持續提升，預計2027年全球光伏SiC功率器件市場規模將增加至4.23億美元，2021-2027年年復合增長率為18%。